信號(hào)鏈基礎(chǔ)知識(shí)RS-485:總線電流要求與收發(fā)器驅(qū)動(dòng)能力
越來越多的人在問關(guān)于 EIA/TIA-485(俗稱 RS-485 數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn))基本概念的一些問題,這一事實(shí)表明未來數(shù)年 RS-485 仍會(huì)在各種工業(yè)接口中起到舉足輕重的作用。
本文中,我們將為您解答許多常見和最新的問題,例如:
1)RS-485 收發(fā)器可以驅(qū)動(dòng)多大的總線電流?
2)可以驅(qū)動(dòng) 32 以上單位負(fù)載嗎?
要回答第一個(gè)問題,我們需要研究圖 1 所示典型 RS-485 數(shù)據(jù)鏈路。我們看到,除驅(qū)動(dòng)通過端接電阻器的差分電流以外,驅(qū)動(dòng)器還必須驅(qū)動(dòng)通過許多接收機(jī)輸入阻抗的電流,以及通過位于總線上的故障保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的電流。這些阻抗在差分信號(hào)線路和接地之間形成電流通路,同時(shí)影響了 A 和 B 信號(hào)線的電流,且影響程度相同。因此,可以將它們表示為共模阻抗 RCM。
圖 1 典型 RS-485 數(shù)據(jù)鏈路
為了對(duì)最大共模負(fù)載進(jìn)行定義,RS-485 使用了一個(gè)單位負(fù)載的理論概念,其定義了一個(gè) 12kΩ 共模負(fù)載電阻。這樣一來,一個(gè)單位負(fù)載 (1UL) 收發(fā)器便代表在每個(gè)接地相關(guān)總線端有一個(gè)RINEQ = 12 kΩ 的等效輸入電阻。
RS-485 規(guī)定一個(gè)收發(fā)器必須能夠驅(qū)動(dòng)高達(dá) 32 單位負(fù)載的總共模負(fù)載,同時(shí)能夠給 RD = 60Ω 差分電阻提供 VOD = 1.5 V 的差分輸出電壓。另外,該標(biāo)準(zhǔn)還要求在 VCM = –7 V 到 +12 V 共模電壓范圍保持這種驅(qū)動(dòng)能力,以便允許驅(qū)動(dòng)器和接收機(jī)接地之間的大接地電位差,其一般會(huì)出現(xiàn)在遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)鏈路中。
60 Ω 差分電阻代表兩個(gè)并聯(lián) 120 Ω 端接電阻器的電阻值,而 32 單位負(fù)載得到的總共模負(fù)載電阻為 RCM = 12 kΩ / 32 = 375 Ω。共模負(fù)載條件下收發(fā)器驅(qū)動(dòng)能力測(cè)試的相應(yīng)測(cè)試電路也指定為 RS-485 標(biāo)準(zhǔn),其如圖 2 所示。
圖 2 共模負(fù)載的驅(qū)動(dòng)器測(cè)試電路
假設(shè)非反相驅(qū)動(dòng)器輸出 A 具有更高的正總線電壓,則其電流計(jì)算方法為:
而反相輸出 B 的電流計(jì)算方法如下:
由于數(shù)據(jù)傳輸期間 A 和 B 輸出不斷改變極性,因此最好是使用一些通用術(shù)語來表示輸出電流方程式。所以,更多正輸出(或者高輸出)必須拉出電流:
評(píng)論